超級可靠的漏電保護測試係統電路設計
發布時間:2015-02-07 責任編輯:sherryyu
【導讀】文章介紹的漏電保護器動作特性自動測試係統,可測量漏電保護器的漏電動作電流值、fenduanshijianheloudianbudongzuodianliuzhi,duitigaoloudianbaohuqigongzuodekekaoxingtigonglezhuyaojishucanshu,jianceguochengjuyoujiaogaodezidonghuashuiping,keduizaixianyunxingyufeizaixianyunxingdeloudianbaohuqijinxingjiance。
據不完全統計,我國每年因漏電而引起的觸電事故、火huo災zai造zao成cheng數shu千qian人ren死si亡wang和he數shu十shi億yi的de經jing濟ji損sun失shi,因yin此ci對dui可ke以yi防fang止zhi漏lou電dian火huo災zai及ji人ren身shen觸chu電dian保bao護hu的de漏lou電dian保bao護hu器qi的de性xing能neng提ti出chu了le更geng高gao的de要yao求qiu。文wen章zhang介jie紹shao的de漏lou電dian保bao護hu器qi動dong作zuo特te性xing自zi動dong測ce試shi係xi統tong,可ke測ce量liang漏lou電dian保bao護hu器qi的de漏lou電dian動dong作zuo電dian流liu值zhi、fenduanshijianheloudianbudongzuodianliuzhi,duitigaoloudianbaohuqigongzuodekekaoxingtigonglezhuyaojishucanshu,jianceguochengjuyoujiaogaodezidonghuashuiping,keduizaixianyunxingyufeizaixianyunxingdeloudianbaohuqijinxingjiance。
係統以LPC2132為核心,具有擴展測試電流的產生和調節模塊、動作執行單元、電流檢測電路以及鍵盤等外圍設備。LPC2132是一個支持實時仿真和跟蹤32位ARM7TDMI-S核的微控製器,1個10位8路A/D轉換器,2個32位定時器/計數器,6路PWM單元輸出,2個硬件I2C接口和47個 GPIO,2個16C550工業標準UART,以及多達9個邊沿或電平觸發的外部中斷。16kB的片內靜態RAM和64kB的片內Flash程序存儲器避免了LPC2132外擴存儲器,簡化了電路,提高了運行速度。漏電保護器的動作特性自動測試係統結構框圖如圖1所示。
測試電流產生及調節模塊

圖2 測試電流產生及調節模塊
測試電流產生和調節模塊如圖2所示。測試電流的產生是將50Hz、220V的正弦交流電經過220:12的降壓變壓器和電動調壓器,輸出0~12V的正弦交流電,再通過回路電阻,產生需要的測試電流。測試電流的產生分為3檔,以滿足不同的測量範圍。繼電器J1吸合,可產生0~1000mA的測試電流;繼電器J2吸合,可產生0~500mA的測試電流;繼電器J1、J2都不吸合,可產生0~100mA的測試電流。每一檔測試電流的調節通過LPC2132控製電動調壓器實現。為了使測試電流能均勻地變化,電動調壓器采用了交流伺服控製。在測試過程中,LPC2132duicaijidaodeshishihuiluzhongdeceshidianliuzhiyushedingzhibijiao,bingjisuandedaokongzhiliang,kongzhisifudiandongjizhuandong,daidongdiandongtiaoyaqidedianshuazaifubianshangwendingdihuadong,shifubiandianyabianhua,congergaibianhuiluzhongdedianliu。LPC2132的P0.2 腳輸出脈衝信號控製伺服電動機的運動速度,P0.3腳輸出高或低的電平信號,控製伺服電動機轉動的方向。
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電流檢測電路
電流檢測電路如圖3所示。通過電流互感器對測試電流進行采樣,將電流互感器的二次側輸出信號經濾波、放大、電壓提升等電路,變換為A/D模塊可以采集的單極性電壓信號(0~5V)後送入LPC2132.

圖3電流檢測電路
在檢測電流的大小時,根據測試電流的周期(工頻)按照每個周期40gedianjinxingcaiyang,caiyangyigezhouqihou,genjudianliuhuganqideshuaijianbeishuhetishengdianyadeshuzhi,tongguoruanjiansuanfajisuanchushijidedianliuyouxiaozhi。dianluyingmanzuruxiatiaojian,dangjiaoliudianliudeshunshizhidadaozhengxiangfengzhishi,fangdaqishuchu5V;當交流電流的瞬時值達到負向峰值時放大器輸出 0V.3 A/D轉換及控製電路
電流檢測電路的輸出信號VOUT送入LPC2132內置的8路10位高速A/D轉換輸入端,對漏電電流的大小進行檢測。

圖4 A/D轉換及控製電路
由於A/D轉換為10位,當輸入電壓為5V時,輸出數據值為1024(4FFH),因此最大分辨率為0.0049V(5V/1024)。若產生測試電流的回路電阻為12Ω時,漏電電流的分辨率為0.4mA(0.0049V/12Ω),完全滿足測試需要。漏電保護器的漏電電流產生的開始信號和動、靜觸頭斷開信號分別送入LPC2132的外部中斷輸入端,采用中斷的方式對漏電保護器動、靜觸頭的分斷時間進行檢測。P0.5與P0.6腳分別控製繼電器J1、J2的閉合和分斷,選擇三種不同測量範圍的測試電流。LPC2132與上位機之間采用串行通信,由於係統是3.3V係統,所以要使用SP3232E進行RS- 232電平轉換。SP3232E是3V工作電源的RS-232轉換芯片。A/D轉換及控製電路如圖4所示。
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